1、2022年鋰電負(fù)極行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及空間測(cè)算分析1.總論負(fù)極材料目前以石墨為主，但硅基材料比容量?jī)?yōu)勢(shì)明顯，市場(chǎng)空間廣闊。鋰電 池負(fù)極材料由活性物質(zhì)、粘結(jié)劑和添加劑制成糊狀膠合劑后，涂抹在集流體（銅箔） 兩側(cè)，經(jīng)過干燥、滾壓制得，作用是儲(chǔ)存和釋放能量，約占鋰電池制造成本 8%左右。 目前負(fù)極材料以石墨類為主流，2021 年中國負(fù)極材料出貨量 72 萬噸，石墨材料占 比達(dá) 98%。但商業(yè)化石墨負(fù)極接近理論比容量上限 372mAh/g，限制了其進(jìn)一步應(yīng) 用。在已知的負(fù)極材料中，硅擁有的理論比容量高達(dá) 4200mAh/g，是石墨材料的 10 倍以上，并且能從各個(gè)方向提供鋰離子嵌入和脫出的通道，快充性能優(yōu)異

2、，有望成 為下一代負(fù)極材料。硅材料存在的體積膨脹、導(dǎo)電性差以及首效和循環(huán)性能差等問題，制約了其商 業(yè)化應(yīng)用。2021 年中國硅基負(fù)極出貨量 1.1 萬噸，在負(fù)極材料中滲透率僅有 1.53%。在目前商業(yè)化應(yīng)用中，硅負(fù)極主要采用摻雜的方式加入到人造石墨中，主流技 術(shù)路線為硅碳和硅氧，硅碳負(fù)極是指納米硅與石墨材料混合，硅氧負(fù)極則采用氧化 亞硅與石墨材料復(fù)合。在硅碳負(fù)極的制備過程中，需要首先制備納米硅顆粒，最外 層由碳做包覆層，形成殼核結(jié)構(gòu)。目前硅碳負(fù)極的商業(yè)化容量在 450mAh/g 以下， 首效高但體積膨脹較大，因此其循環(huán)性能相對(duì)較差；硅氧負(fù)極首效低，成本高，但循 環(huán)性能更好。硅氧負(fù)極的制備過程并

3、不唯一，通常是先制備鋰離子電池用氧化亞硅， 然后進(jìn)行碳包覆等后續(xù)工藝。對(duì)比石墨負(fù)極和硅基負(fù)極投產(chǎn)數(shù)據(jù)，中科電氣石墨負(fù)極一體化項(xiàng)目，固定資產(chǎn)投資 額為 2.5 億/萬噸，而貝特瑞硅基負(fù)極項(xiàng)目約 9 億元/萬噸，石大勝華硅碳項(xiàng)目約 6 億元/ 萬噸。不同硅基負(fù)極企業(yè)的一體化程度不同，投資額不同，但是目前均大幅高于石墨負(fù) 極。根據(jù)產(chǎn)業(yè)反饋，規(guī)模化投產(chǎn)后，硅基負(fù)極投資額會(huì)逐步下降。硅基負(fù)極的原材料主要由硅材料和石墨構(gòu)成，目前國內(nèi)人造高端石墨價(jià)格 6 萬元/ 噸，純品硅的價(jià)格區(qū)間較大，且部分純品硅出廠時(shí)已進(jìn)行預(yù)鋰化，低價(jià)達(dá) 30 萬左右，最 高價(jià)可達(dá) 110 萬/噸。我們將人造石墨與硅純品按照不同摻雜比

4、例進(jìn)行復(fù)合，則硅基負(fù)極 理論價(jià)格區(qū)間在 7-17 萬元之間，未來隨著規(guī)模效應(yīng)和技術(shù)降本，長期價(jià)格將會(huì)下降。硅基負(fù)極主要應(yīng)用在消費(fèi)電池和動(dòng)力電池領(lǐng)域，隨著新能源車快速發(fā)展，快充技術(shù) 發(fā)展和續(xù)航里程焦慮、4680 大圓柱電池帶動(dòng)硅基負(fù)極在動(dòng)力市場(chǎng)需求上量。我們預(yù)計(jì) 2025 年全球硅基負(fù)極市場(chǎng)空間將達(dá)到近 300 億元，主要由三部分組成：1）隨著 2022 年特斯拉 4680 大圓柱的量產(chǎn)，硅基負(fù)極市場(chǎng)將迎來爆發(fā)增長，預(yù)計(jì) 2025 年特斯拉 4680 驅(qū)動(dòng)的硅基負(fù)極市場(chǎng)空間將達(dá)到 183.7 億元； 2）預(yù)計(jì) 2023 后硅基負(fù)極將逐步應(yīng)用在 除特斯拉之外的其他動(dòng)力電池市場(chǎng)中，2025 年除特斯

5、拉外其他動(dòng)力用硅基負(fù)極市場(chǎng)空間 將達(dá)到 67.7 億元；3）傳統(tǒng)消費(fèi)用硅基負(fù)極將保持穩(wěn)健發(fā)展，滲透率逐年提高，預(yù)計(jì) 2025 年消費(fèi)用硅基負(fù)極市場(chǎng)空間將達(dá)到 46.1 億元。硅基負(fù)極放量將驅(qū)動(dòng)新型粘接劑（PAA）、補(bǔ)鋰劑、碳納米管導(dǎo)電劑等相關(guān)衍生材料 發(fā)展。新型粘結(jié)劑 PAA 國產(chǎn)替代加快，預(yù)計(jì) 2025 年市場(chǎng)空間為 51.3 億元；正極預(yù)鋰 化為目前主流，負(fù)極預(yù)鋰化值得關(guān)注，補(bǔ)鋰劑需求旺盛，預(yù)計(jì) 2025 年市場(chǎng)空間為 34.2 億元；碳納米管導(dǎo)電劑能顯著提升電池性能，滲透率逐步提高，預(yù)計(jì) 2025 年市場(chǎng)空間 為 73 億元。2.行業(yè)趨勢(shì)：硅基負(fù)極是負(fù)極發(fā)展方向2.1 石墨類負(fù)極是主流，

6、但提升空間有限負(fù)極材料是鋰電池四大關(guān)鍵材料之一，約占整個(gè)鋰電池制造成本 8%左右，關(guān)鍵功 用在于可逆地脫/嵌鋰離子，是由活性物質(zhì)、粘結(jié)劑和添加劑制成糊狀膠合劑后，涂抹 在銅箔兩側(cè)，經(jīng)過干燥、壓制而成。目前鋰離子電池負(fù)極材料以石墨類為主。受益于下游新能源車放量，負(fù)極材料增速 明顯，2016-2021 年，中國負(fù)極材料出貨量由 2016 年 11.8 萬噸上升至 2021 年的 72 萬 噸，增速明顯。其中石墨類負(fù)極占比從 93%進(jìn)一步提升至 98%，市占率穩(wěn)步提升。負(fù)極比容量的增加對(duì)電池比容量提升效果顯著，尋找新一代負(fù)極材料正當(dāng)其時(shí)。 鋰電池的質(zhì)量能量密度主要由正極克容量、負(fù)極克容量以及正負(fù)極電

7、勢(shì)差決定。實(shí) 驗(yàn)室測(cè)試顯示，電池比容量隨著正極材料比容量的上升而顯著提高，而在正極材料 比容量一定的條件下，負(fù)極材料比容量對(duì)電池的比容量的提升并非線性關(guān)系，在負(fù)極材料 300mAh/g1200mAh/g 階段，電池比容量提升效果顯著。隨正極三元材料高 鎳化趨勢(shì)正盛，提升負(fù)極材料質(zhì)量比容量的重要性與日俱增。目前主流廠商的石墨 負(fù)極產(chǎn)品比容量均在 350mAh/g 以上，接近理論比容量上限 372mAh/g，尋找更高 比容量的新型負(fù)極材料正當(dāng)其時(shí)?？斐浼夹g(shù)的發(fā)展需要電芯材料的革新相匹配?？斐浼夹g(shù)也是鋰電池技術(shù)進(jìn)步的方向， 石墨材料由于其層狀結(jié)構(gòu)決定鋰離子必須從材料的端面嵌入，然后擴(kuò)散至顆粒內(nèi)部，致

8、 使傳輸路徑較長，嵌鋰過程較慢限制了鋰離子電池的快充應(yīng)用，同時(shí)其對(duì)鋰電位（0.05V） 過低也致使在大電流充電過程中發(fā)生鋰沉積副反應(yīng)造成析鋰，析出的鋰金屬以枝晶的形 式生長，有可能會(huì)刺穿隔膜，危害電池安全。2.2 硅基負(fù)極比容量極高、快充優(yōu)，但體積膨脹、導(dǎo)電性較弱硅基負(fù)極材料的機(jī)制與石墨不同，通過合金和去合金化反應(yīng)進(jìn)行，在已知的負(fù) 極材料中，擁有的理論比容量高達(dá) 4200mAh/g，是石墨材料的 10 倍以上，并且硅能 從各個(gè)方向提供鋰離子嵌入和脫出的通道，快充性能優(yōu)異，同時(shí)其對(duì)鋰電位（0.30.4V） 略高于石墨也較好的解決了析鋰難題。硅作為負(fù)極材料在實(shí)際應(yīng)用中存在首次庫倫效率低、倍率性能和

9、循環(huán)性能差等問題。 盡管硅具備相當(dāng)可觀的嵌鋰容量，但在嵌鋰過程中將會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的體積膨脹和結(jié)構(gòu)變化。 體積膨脹產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力不斷破壞硅顆粒表面的 SEI 膜，多次循環(huán)最終導(dǎo)致鋰離子消耗 殆盡，循環(huán)性能變差；在現(xiàn)有電解液中，鋰鹽6分解產(chǎn)生的微量也會(huì)對(duì)硅造成腐 蝕，導(dǎo)致硅負(fù)極的容量發(fā)生衰減，使得電池的首次庫倫效率偏低；由于硅是半導(dǎo)體材料， 電子電導(dǎo)率和離子電導(dǎo)率低影響其電級(jí)反應(yīng)速率，使得倍率性能變低。硅基負(fù)極處在商業(yè)化應(yīng)用初期，滲透率目前為 1.53%。硅基負(fù)極可以有效提升電池 比容量，但由于其體積膨脹、導(dǎo)電性差所帶來的的負(fù)面影響，制約了其商業(yè)化應(yīng)用。2021 年中國硅基負(fù)極出貨量 1.1 萬噸，在

10、負(fù)極材料中滲透率僅有 1.53%。2.3 硅碳與硅氧是主流方向，技術(shù)創(chuàng)新空間巨大由于單質(zhì)硅的體積膨脹系數(shù)過大，因此在實(shí)際的商業(yè)應(yīng)用中，硅負(fù)極主要采用摻雜 的方式加入到人造石墨中，主流技術(shù)路線為硅碳和硅氧，硅碳負(fù)極是指納米硅與石墨材 料混合，硅氧負(fù)極則采用氧化亞硅與石墨材料復(fù)合。在硅與不同材料的復(fù)合過程中，通 常會(huì)結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（納米化和多孔硅）等輔助工藝手段提供膨脹空間，硅基材料在復(fù)合 材料中主要作為活性物質(zhì)提供容量，其他材料作為載體，緩沖體積膨脹。此外，硅基負(fù) 極材料會(huì)設(shè)計(jì)成包覆結(jié)構(gòu)，最外層用碳包覆來充當(dāng)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，也可避免電解液直接接觸 硅基材料發(fā)生副反應(yīng)。從制備方式上看，主要用到的技術(shù)手段有

11、機(jī)械球磨法、化學(xué)氣相沉積法、高溫?zé)峤?法、溶膠凝膠法，其中機(jī)械球磨和化學(xué)氣相沉積法對(duì)設(shè)備要求較為簡(jiǎn)單，制造成本較低， 在工業(yè)化量產(chǎn)中更為主流。在硅碳負(fù)極的制備過程中，需要首先制備納米硅顆粒，最外層由碳做包覆層，形成 殼核結(jié)構(gòu)。目前硅碳負(fù)極的商業(yè)化容量在 450mAh/g 以下，首效高但體積膨脹較大，因 此其循環(huán)性能相對(duì)較差。硅氧負(fù)極首效低，成本高，但循環(huán)性能更好。硅氧負(fù)極的制備過程并不唯一，通常 是先制備鋰離子電池用氧化亞硅，然后進(jìn)行碳包覆等后續(xù)工藝。但傳統(tǒng)制備氧化亞硅的生產(chǎn)效率低且結(jié)構(gòu)難控制，紫宸新材料提出一種直接將、 2和還原性金屬按比例混和，省去了制備氧化亞硅的流程，得到一種有混合晶相的

12、硅 氧負(fù)極材料。制備硅基負(fù)極的工藝選擇因?yàn)橹苽淝膀?qū)體的工藝而有所不同，但后端工藝大致相同， 均需經(jīng)過表面處理，燒結(jié)等過程得到最終成品。2.4 高壁壘帶來高溢價(jià)，規(guī)模化后有望持續(xù)降本硅基負(fù)極單位投資額高于石墨負(fù)極，規(guī)?；当臼潜厝悔厔?shì)。硅基負(fù)極項(xiàng)目投資額 普遍較高，但負(fù)極企業(yè)布局熱情不減。對(duì)比石墨負(fù)極和硅基負(fù)極投產(chǎn)數(shù)據(jù)，中科電氣石 墨負(fù)極一體化項(xiàng)目，固定資產(chǎn)投資額為 2.5 億/萬噸，而貝特瑞硅基負(fù)極項(xiàng)目約 9 億元/ 萬噸，石大勝華硅碳項(xiàng)目約 6 億元/萬噸。不同硅基負(fù)極企業(yè)的一體化程度不同，投資額 不同，但是目前均大幅高于石墨負(fù)極。根據(jù)產(chǎn)業(yè)反饋，規(guī)?；懂a(chǎn)后，硅基負(fù)極投資額 會(huì)逐步下降。硅基

13、負(fù)極產(chǎn)品售價(jià)目前高于石墨負(fù)極，技術(shù)進(jìn)步和規(guī)模效應(yīng)會(huì)帶來成本下降。硅基 負(fù)極的原材料主要由硅材料和石墨構(gòu)成，目前國內(nèi)人造高端石墨價(jià)格 6 萬元/噸，純品硅 的價(jià)格區(qū)間較大，且部分純品硅出廠時(shí)已進(jìn)行預(yù)鋰化，低價(jià)達(dá) 30 萬左右，最高價(jià)可達(dá) 110 萬/噸。我們將人造石墨與硅純品按照不同摻雜比例進(jìn)行復(fù)合，則硅基負(fù)極理論價(jià)格 區(qū)間在 7-17 萬元之間。后文測(cè)算中我們考慮動(dòng)力電池優(yōu)先選用制備成本更高的硅氧負(fù) 極，且享受新產(chǎn)品溢價(jià)，因此我們選用 15 萬元/噸進(jìn)行測(cè)算，未來隨著規(guī)模效應(yīng)和技術(shù) 降本，長期價(jià)格將會(huì)下降。2.5 下游需求放量，硅基負(fù)極有望爆發(fā)硅基負(fù)極主要應(yīng)用在消費(fèi)電池和動(dòng)力電池領(lǐng)域，隨著新能

14、源車快速發(fā)展，硅基負(fù)極 有望在動(dòng)力市場(chǎng)迎來放量。2021 年我國動(dòng)力電池出貨量 220GWh，同比增長 170%， 2022 年雖受國內(nèi)外疫情反復(fù)，但下游需求剛性，3 月產(chǎn)量為 39.2GWh，環(huán)比增長 247.3%， 景氣度不減。我們預(yù)計(jì)全球鋰電池出貨量在 2025 年將達(dá)到 1550GWh?？斐浼夹g(shù)發(fā)展和續(xù)航里程焦慮帶動(dòng)硅基負(fù)極需求上量。高功率充電，一般指充電樁 提供超過 150kW，對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行大電流充電，而選擇大電流存在電阻散熱等諸多問題， 高電壓平臺(tái)成為重點(diǎn)方向，而高倍率快充下石墨電極極化大，電位容易降到 0V 以下而 析鋰，硅基負(fù)極與快充技術(shù)更加匹配。相比于石墨負(fù)極嵌入式儲(chǔ)鋰而言

15、，硅基負(fù)極材料 的合金化儲(chǔ)鋰機(jī)制可以儲(chǔ)存更多的鋰離子，從而賦予硅更高的理論比容量（4200mAh/g）， 電池能量密度相對(duì)較高，從而有效提升續(xù)航里程。硅基負(fù)極未 來有望在電池能量密度較高的三元電池體系中迎來滲透率的提高。4680 大圓柱進(jìn)一步推動(dòng)硅基負(fù)極發(fā)展。2020 年特斯拉首次發(fā)布了 4680 大圓柱電 池，其特色是“大圓柱、硅負(fù)極、無極耳、干電極”，是 2170 電池的電芯容量的 5 倍， 單體能量密度可達(dá)到 300Wh/kg，充放電明顯，能夠有效提高相應(yīng)車型 16%的續(xù)航里程， 由于電池?cái)?shù)量的降低，也將減少結(jié)構(gòu)件的使用，節(jié)約生產(chǎn)成本，特斯拉估算，4680 電池 相較于 2170 電池將

16、實(shí)現(xiàn) 14%的成本下降。2022 年 1 月，特斯拉宣布其加州工廠已經(jīng)量 產(chǎn)了 100 萬塊 4680 圓柱電池。3.硅基負(fù)極放量帶動(dòng)新型材料發(fā)展硅基負(fù)極的發(fā)展，除了對(duì)布局硅基負(fù)極的企業(yè)形成利好外，還有望帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈配套 的新型粘接劑（PAA）、補(bǔ)鋰劑、碳納米管導(dǎo)電劑等新型材料發(fā)展。3.1 新型負(fù)極粘結(jié)劑迎來放量，看好 PAA 國產(chǎn)替代粘結(jié)劑其主要作用是連接電極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和電極集流體，使電極活性物質(zhì)、 導(dǎo)電劑和集流體間具有整體的連接性，從而減小電極的阻抗。目前負(fù)極粘接劑一般選擇 對(duì)環(huán)境無污染的水性粘結(jié)劑如 CMC、SBR，其中 SBR 最為常用，約占負(fù)極粘接劑總量 的 98%。硅基負(fù)極膨脹

17、率高，傳統(tǒng) CMC-SBR 粘附性不強(qiáng)，無法發(fā)揮硅基負(fù)極的性能優(yōu)勢(shì)。 研究表明，PAA 粘結(jié)劑粘附性更強(qiáng)，硅基負(fù)極更適合用 PAA 類新型粘結(jié)劑。新型水性 PAA 類粘結(jié)劑則具有如下特點(diǎn)，1）含有較多的羧基，豐富的羧基與硅顆粒形成氫鍵作 用，賦予活性顆粒與集流體之間較強(qiáng)的結(jié)合力，同時(shí)還具有緩解硅基材料體積膨脹的作用，PAA 不僅可與 Si 形成強(qiáng)氫鍵作用，而且能在 Si 表面形成均勻的類似 SEI 膜的包覆 層，抑制電解液的分解；2）離子鍵也可實(shí)現(xiàn)與氫鍵相似的功能, 使粘結(jié)劑在保持電極完 整性的同時(shí), 具有自修復(fù)性能, 減小電極容量損失速率。PPA 的應(yīng)用有望掀起國產(chǎn)替代熱潮。目前看，SBR

18、負(fù)極粘接劑為海外日本企業(yè)所 壟斷，但 PAA 產(chǎn)能國內(nèi)廠商多有布局，國產(chǎn)替代空間廣闊。國內(nèi)有成都茵地樂的 LA136D 鋰離子電池專用水性粘合劑，可將粘接劑用量減少 40%，提高極片柔軟度，溶脹度遠(yuǎn)低 于傳統(tǒng)負(fù)極水性粘結(jié)劑，用量約占負(fù)極漿料 1.5%2.5%。PAA 與其他材料形成交聯(lián)粘接劑是新發(fā)展方向。PAA-CMC 交聯(lián)粘結(jié)劑、PAA-PVA 交聯(lián)粘結(jié)劑、PAA-PANI 交聯(lián)粘結(jié)劑、EDTA-PAA 粘結(jié)劑等在三維共價(jià)交聯(lián)聚合物的探 索性嘗試，使復(fù)合粘結(jié)劑與硅表面形成多點(diǎn)相互作用, 有效防止硅顆粒的脫離, 進(jìn)一步提 升電池循環(huán)穩(wěn)定性，是新型粘接劑的進(jìn)一步研究方向。3.2 正極預(yù)鋰化為目前

19、主流，負(fù)極預(yù)鋰化值得關(guān)注為了使硅材料具有高容量的同時(shí)，還具備較好的循環(huán)性能，對(duì)采用硅負(fù)極的電池體 系進(jìn)行預(yù)鋰化。其含義是對(duì)在首次循環(huán)中損失的鋰離子進(jìn)行補(bǔ)充，目前常用的預(yù)鋰化技 術(shù)主要分為負(fù)極預(yù)鋰化和正極預(yù)鋰化兩類。負(fù)極預(yù)鋰化：負(fù)極預(yù)鋰化具體是指在負(fù)極材料中預(yù)先存儲(chǔ)一定量活性鋰用以補(bǔ)償首 圈充電過程中 SEI 膜形成與其他副反應(yīng)發(fā)生所造成的不可逆鋰損失，或者直接使負(fù)極表 面 SEI 膜與其他副反應(yīng)預(yù)先發(fā)生以解決鋰損失問題，常見的負(fù)極補(bǔ)鋰方式包括：將鋰箔 壓延到負(fù)極表面進(jìn)行補(bǔ)鋰、鋰粉補(bǔ)鋰、電化學(xué)補(bǔ)鋰等。正極預(yù)鋰化：正極預(yù)鋰化具體是指在正極材料中存儲(chǔ)額外活性鋰用以補(bǔ)償不可逆鋰 損失，以確保首圈循環(huán)之

20、后電池內(nèi)活性鋰的量仍能夠維持較高水平。正極富鋰添加劑主 要包括二元富鋰添加劑 Li2O、Li2S 與 Li3N，三元富鋰添加劑 Li2CO3、Li2C2O4 與 Li5FeO4。特點(diǎn)是：1）質(zhì)量能量密度和體積能量密度遠(yuǎn)高于目前商用正極材料；2）能 夠在正極材料電壓范圍內(nèi)有效釋放活性鋰，而在正極材料的電壓范圍內(nèi)不存儲(chǔ)鋰，即脫 鋰過程不可逆。與目前電池制備工藝兼容性更好的正極預(yù)鋰化技術(shù)具有相對(duì)更高的穩(wěn)定性與安全 性，是目前主流方案。但正極補(bǔ)鋰容量低難以解決，而得益于補(bǔ)鋰用量少、效果好，負(fù) 極補(bǔ)鋰仍值得關(guān)注。國軒高科提出一種具有殼核結(jié)構(gòu)的預(yù)鋰化硅基負(fù)極方案，避免直接 針對(duì)負(fù)極片進(jìn)行操作，將補(bǔ)鋰過程加

21、入到硅基負(fù)極制備過程，較好的解決了安全性問題。3.3 碳納米管顯著提升電池性能，滲透率逐步提高硅基負(fù)極的導(dǎo)電性能弱于石墨類負(fù)極，常規(guī)導(dǎo)電劑無法滿足硅基負(fù)極性能要求，因 此需要添加高性能導(dǎo)電劑。碳納米管導(dǎo)電劑在硅基負(fù)極中表現(xiàn)出良好的性能：1）提高硅 基負(fù)極材料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在外力的作用下結(jié)構(gòu)不易破壞；2）優(yōu)異的導(dǎo)電性能，可彌補(bǔ) 硅基負(fù)極導(dǎo)電性差的不足；3）極大的比表面積可以有效的緩解硅基負(fù)極在鋰離子脫嵌過 程中硅材料結(jié)構(gòu)的坍塌。碳納米管為管狀的納米級(jí)石墨晶體，是單層或多層的石墨烯層圍繞中心軸按一定的 螺旋角卷曲而成的無縫納米級(jí)管狀結(jié)構(gòu)。碳納米管一般分為單壁碳納米管、多壁碳納米 管，碳納米管管徑越

22、細(xì)，長度越長，導(dǎo)電性能越好，單壁碳納米管直徑更小、長徑比更 大，因此更值得關(guān)注。炭黑類導(dǎo)電劑為市場(chǎng)主流，碳納米管滲透率逐步提高。炭黑類導(dǎo)電劑憑借價(jià)格優(yōu)勢(shì)， 目前為市場(chǎng)主流，2021 年市占率為 60%，碳納米管憑借性能優(yōu)勢(shì)，逐年提高市占率， 預(yù)計(jì) 2021-2025 年，碳納米管導(dǎo)電劑市占率將由 27%提升至 60%以上。4.市場(chǎng)空間測(cè)算4.1 全球硅基負(fù)極市場(chǎng)空間測(cè)算我們預(yù)計(jì) 2025 年全球硅基負(fù)極市場(chǎng)空間將達(dá)到近 300 億元，主要由三部分組成： 1）隨著 2022 年特斯拉 4680 大圓柱的量產(chǎn)，硅基負(fù)極市場(chǎng)將迎來爆發(fā)增長，預(yù)計(jì) 2025 年 4680 驅(qū)動(dòng)的硅基負(fù)極市場(chǎng)空間將達(dá)到

23、183.7 億元； 2）預(yù)計(jì) 2023 后硅基負(fù)極將逐步 應(yīng)用在除特斯拉之外的其他動(dòng)力電池市場(chǎng)中，2025 年其他動(dòng)力用硅基負(fù)極市場(chǎng)空間將達(dá) 到 67.7 億元；3）傳統(tǒng)消費(fèi)用硅基負(fù)極將保持穩(wěn)健發(fā)展，滲透率逐年提高，預(yù)計(jì) 2025 年 消費(fèi)用硅基負(fù)極市場(chǎng)空間將達(dá)到 46.1 億元。具體測(cè)算過程如下：硅基負(fù)極在特斯拉 4680 電池上的應(yīng)用推演，我們做如下假設(shè)：1）4680 電池滲透 率：4680 將在 Model S/X 和未來的 Cyber truck 小產(chǎn)量車型中廣泛應(yīng)用，在熱門車型 Model 3/Y 中滲透率在 2023 年加速，在 2025 年將達(dá)到 40%；2）硅負(fù)極價(jià)格：我們給

24、予 22 年硅基負(fù)極的均價(jià) 15 萬元（考慮動(dòng)力電池優(yōu)先選用制備成本更高的硅氧負(fù)極，且 享受新產(chǎn)品溢價(jià)），未來隨技術(shù)成熟摻硅量逐步提高，硅負(fù)極價(jià)格將隨摻硅量提高而增加， 但隨規(guī)模效應(yīng)和技術(shù)降本，長期價(jià)格將會(huì)下降。我們預(yù)計(jì) 2025 年 4680 電池驅(qū)動(dòng)硅基負(fù) 極市場(chǎng)空間將達(dá)到 183.7 億元。除特斯拉主導(dǎo)使用的 4680 大圓柱電池所帶來的硅基負(fù)極市場(chǎng)，我們預(yù)計(jì)硅基負(fù)極 也將在 2022 年之后在其他動(dòng)力領(lǐng)域有所運(yùn)用（主要在高鎳三元）。我們預(yù)測(cè) 2025 年其 他動(dòng)力用硅基負(fù)極市場(chǎng)空間為 67.7 億元。傳統(tǒng)消費(fèi)用硅基負(fù)極將保持穩(wěn)健發(fā)展。我們將小動(dòng)力、電動(dòng)工具等納入消費(fèi)用硅基 負(fù)極考慮，并

25、作出如下假設(shè)：1）消費(fèi)電池增長率：未來消費(fèi)電池的需求將目前 10%左 右的增速；2）消費(fèi)用硅基負(fù)極滲透率：預(yù)計(jì)消費(fèi)用硅基負(fù)極將率先在海外高端數(shù)碼產(chǎn)品、 大功率電動(dòng)工具中廣泛應(yīng)用，在2024年迎來滲透率加速提升的拐點(diǎn)，2025年達(dá)到35%。 我們預(yù)計(jì) 2025 年消費(fèi)用硅基負(fù)極市場(chǎng)空間為 46.1 億元。4.2 衍生材料市場(chǎng)空間測(cè)算硅基負(fù)極放量將驅(qū)動(dòng)相關(guān)衍生材料的發(fā)展，為測(cè)算各衍生材料的市場(chǎng)空間，我們分 別做如下假設(shè)：碳納米管：1）市場(chǎng)空間測(cè)算方式：這里我們主要考慮碳納米管粉體市場(chǎng)空間，暫不 考慮漿料，目前多壁碳納米管用在正極，而隨著硅基負(fù)極放量，需要在硅基負(fù)極中添加 單壁碳管導(dǎo)電劑，因此我們測(cè)

26、算的碳納米管粉體的總體市場(chǎng)由正極添加的多壁碳管+負(fù) 極添加的單壁碳管；2）多壁碳納米管粉體均價(jià)：2020 年多壁碳納米管粉體的均價(jià) 36 萬 元/噸，2021 年多壁碳管粉體的均價(jià)在 22 萬元/噸，我們假設(shè)今年均價(jià)在 25 萬噸，之后 價(jià)格有小幅回落。我們預(yù)計(jì) 2025 年碳納米管粉體市場(chǎng)空間將達(dá)到 73 億元。PAA：PAA 添加量以負(fù)極質(zhì)量為依據(jù)，假設(shè) 1）PAA 添加量：目前 PAA 在負(fù)極的 添加量在 1-3%之間，假設(shè) 1.5%添加量不變；2）PAA 價(jià)格：短期受益于產(chǎn)能限制將有 所提升，但其他應(yīng)用場(chǎng)景 PAA 有望轉(zhuǎn)型，未來價(jià)格將會(huì)下降。我們預(yù)計(jì) 2025 年 PAA 粘結(jié)劑市場(chǎng)

27、空間將達(dá)到 51.3 億元。補(bǔ)鋰劑：1）補(bǔ)鋰劑在正負(fù)極選擇：目前正極補(bǔ)鋰劑技術(shù)較為成熟，因此我們選擇正 極補(bǔ)鋰劑來進(jìn)行測(cè)算；2）補(bǔ)鋰劑在正極添加量：目前正極補(bǔ)鋰劑在正極材料中占比為 2%，我們假設(shè)添加量保持不變；3）補(bǔ)鋰劑價(jià)格：與上游鋰價(jià)格相關(guān)，目前鋰處于價(jià)格高位， 未來價(jià)格將隨著鋰供給增加而有所回調(diào)。我們預(yù)計(jì) 2025 年補(bǔ)鋰劑市場(chǎng)空間將達(dá)到 34.2 億元。5.重點(diǎn)公司分析5.1 貝特瑞：負(fù)極材料龍頭企業(yè)，硅基負(fù)極技術(shù)領(lǐng)先作為國內(nèi)最早量產(chǎn)硅基負(fù)極的企業(yè)之一，公司的硅碳負(fù)極材料已經(jīng)突破至第三代產(chǎn) 品，比容量從第一代的 650mAh/g 提升至第三代的 1,500mAh/g，且正在開發(fā)更高容量 的第四代硅碳負(fù)極材料產(chǎn)品。此外，公司生產(chǎn)的硅氧負(fù)極材料部分產(chǎn)品比容量也已達(dá)到 1,600mAh/g 以上。目前公司擁有硅負(fù)極產(chǎn)能 3000 噸，22 年擬擴(kuò)建 2000 噸形成 5000 噸產(chǎn)能，預(yù)計(jì) 23 年底形成產(chǎn)能 2 萬噸，將成為 4680 電池等新需求的直接受益者。我們保守假設(shè)貝特瑞 2025 年擁有 30%的市占率，則當(dāng)年出貨量將達(dá)到 5.58 萬噸， 20%的凈利率可為公司貢獻(xiàn)近 18 億的利潤。5.2 杉杉股份：硅氧負(fù)極逐步上量，技術(shù)位居行業(yè)前列公司大力發(fā)展硅基負(fù)極領(lǐng)域，目前第二代硅氧產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，主要應(yīng)用于消費(fèi)和 電動(dòng)產(chǎn)品，正在開發(fā)第三代硅氧以及新